day12.函数进阶

命名空间和作用域

假如有一个函数,实现返回两个数中的较大值:

def my_max(x,y):
    m = x if x>y else y
    return m
bigger = my_max(10,20)
print(bigger)

但如果我们不返回m,直接在程序中打印,行不行?

>>> def my_max(x,y):
...     m = x if x>y else y
... 
>>> my_max(10,20)
>>> print(m)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'm' is not defined

报错了!错误是“name 'm' is not defined”。变量m没有被定义。

在这里我们首先回忆一下python代码运行的时候遇到函数是怎么做的。

从python解释器开始执行之后,就在内存中开辟了一个空间

每当遇到一个变量的时候,就把变量名和值之间的对应关系记录下来。

但是当遇到函数定义的时候解释器只是象征性的将函数名读入内存,表示知道这个函数的存在了,至于函数内部的变量和逻辑解释器根本不关心。

等执行到函数调用的时候,python解释器会再开辟一块内存来存储这个函数里的内容,这个时候,才关注函数里面有哪些变量,而函数中的变量会存储在新开辟出来的内存中。函数中的变量只能在函数的内部使用,并且会随着函数执行完毕,这块内存中的所有内容也会被清空。

我们给这个“存放名字与值的关系”的空间起了一个名字——叫做命名空间

代码在运行伊始,创建的存储“变量名与值的关系”的空间叫做全局命名空间,在函数的运行中开辟的临时的空间叫做局部命名空间。


命名空间和作用域

命名空间的本质:存放名字与值的绑定关系。

在python之禅中提到过:命名空间是一种绝妙的理念,让我们尽情的使用发挥吧!

命名空间一共分为三种:

  全局命名空间

  局部命名空间

  内置命名空间

内置命名空间中存放了python解释器为我们提供的名字:input,print,str,list,tuple...它们都是我们熟悉的,拿过来就可以用的方法。

三种命名空间之间的加载与取值顺序:

加载顺序:(由外向内)

  内置命名空间(程序运行前加载)->全局命名空间(程序运行中:从上到下加载)->局部命名空间(程序运行中:调用时才加载)

取值:(由内向外)

  在局部调用:局部命名空间->全局命名空间->内置命名空间

x = 1
def f(x):
    print(x)

print(10)
在局部使用变量取值情况

  在全局调用:全局命名空间->内置命名空间

x = 1
def f(x):
    print(x)

f(10)
print(x)
在全局引用变量x
print(max)
在全局引用内置max

作用域

作用域就是作用范围,按照生效范围可以分为全局作用域和局部作用域。

全局作用域:包含内置名称空间、全局名称空间,在整个文件的任意位置都能被引用、全局有效

局部作用域:局部名称空间,只能在局部范围生效

globals和locals方法

print(globals())
print(locals())
在全局调用globals和locals
def func():
    a = 12
    b = 20
    print(locals())
    print(globals())

func()
在局部调用globals和locals

global关键字

a = 10
def func():
    global a
    a = 20

print(a)
func()
print(a)
global关键字

函数的嵌套和作用域链

函数的嵌套调用

def max2(x,y):
    m  = x if x>y else y
    return m

def max4(a,b,c,d):
    res1 = max2(a,b)
    res2 = max2(res1,c)
    res3 = max2(res2,d)
    return res3

# max4(23,-7,31,11)
函数的嵌套调用

函数的嵌套定义

def f1():
    print("in f1")
    def f2():
        print("in f2")

    f2()
f1()
函数的嵌套定义(一)
def f1():
    def f2():
        def f3():
            print("in f3")
        print("in f2")
        f3()
    print("in f1")
    f2()
    
f1()
函数的嵌套定义(二)

函数的作用域链

def f1():
    a = 1
    def f2():
        print(a)
    f2()

f1()
作用域链(一)
def f1():
    a = 1
    def f2():
        def f3():
            print(a)
        f3()
    f2()

f1()
作用域链(二)
def f1():
    a = 1
    def f2():
        a = 2
    f2()
    print('a in f1 : ',a)

f1()
作用域链(三)

nonlocal关键字

nonlocal关键字用来在函数或其他作用域中修改上一层(非全局)变量。

def f1():
    a = 1
    def f2():
        nonlocal a
        a = 2
    f2()
    print('a in f1 : ',a)

f1()
nonlocal关键字

函数名的本质

函数名本质上就是函数的内存地址

1.可以被引用

def func():
    print('in func')

f = func
print(f)

2.可以被当作容器类型的元素

def f1():
    print('f1')

def f2():
    print('f2')

def f3():
    print('f3')

l = [f1,f2,f3]
d = {'f1':f1,'f2':f2,'f3':f3}
#调用
l[0]()
d['f2']()

3.可以当作函数的参数和返回值

第一类对象(first-class object)指
1.可在运行期创建
2.可用作函数参数或返回值
3.可存入变量的实体。

总的来说:就记住一句话,就当普通变量用


闭包

def func():
    name = 'eva'
    def inner():
        print(name)

闭包函数:

内部函数包含对外部作用域而非全局作用域名字的引用,该内部函数称为闭包函数。
#函数内部定义的函数称为内部函数

由于有了作用域的关系,我们就不能拿到函数内部的变量和函数了。如果我们就是想拿怎么办呢?返回呀!

我们都知道函数内的变量我们要想在函数外部用,可以直接返回这个变量,那么如果我们想在函数外部调用函数内部的函数呢?

是不是直接就把这个函数的名字返回就好了?

这才是闭包函数最常用的用法

def func():
    name = 'eva'
    def inner():
        print(name)
    return inner

f = func()
f()

判断闭包函数的方法__closure__ 

#输出的__closure__有cell元素 :是闭包函数
def func():
    name = 'eva'
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

f = func()
f()

#输出的__closure__为None :不是闭包函数
name = 'egon'
def func2():
    def inner():
        print(name)
    print(inner.__closure__)
    return inner

f2 = func2()
f2()
def wrapper():
    money = 1000
    def func():
        name = 'eva'
        def inner():
            print(name,money)
        return inner
    return func

f = wrapper()
i = f()
i()
闭包嵌套
from urllib.request import urlopen

def index():
    url = "http://www.xiaohua100.cn/index.html"
    def get():
        return urlopen(url).read()
    return get

xiaohua = index()
content = xiaohua()
print(content)
闭包函数获取网络应用

本章小结

命名空间:

  一共有三种命名空间从大范围到小范围的顺序:内置命名空间、全局命名空间、局部命名空间

作用域(包括函数的作用域链):

  调用时,如果在自己的空间内有,就用自己的。如果没有就使用大范围的。不能从大范围中用小范围的。

函数的嵌套:

  嵌套调用

  嵌套定义:定义在内部的函数无法直接在全局被调用

函数名的本质:

  就是一个变量,保存了函数所在的内存地址

闭包:

  内部函数包含对外部作用域而非全局作用域名字的引用,该内部函数称为闭包函数

原文地址:https://www.cnblogs.com/maxiaotiaoshishui/p/7239864.html